SU1647423A1

SU1647423A1 - Voltage measurement method

Info

Publication number: SU1647423A1
Application number: SU874370820A
Authority: SU
Inventors: Виктор Иванович Шишлов
Original assignee: Институт Оптики Атмосферы Со Ан Ссср
Priority date: 1987-12-14
Filing date: 1987-12-14
Publication date: 1991-05-07

Abstract

Изобретение относитс к электроизмерительной технике и может быть использовано дл измерени сигналов сложной формы. Цель изобретени - повышение точности измерени и расширение динамического диапазона сигналов, представл ющих собой аддитивную смесь низкочастотного сигнала с большим динамическим диапазоном и высокочастотного сигнала с малым динамическим диапазоном Цель достигаетс тем, что по способу, по которому измер емое напр жение преобразуют в промежуточные параметры и преобразуют эти параметры в цифровую форму с последующим суммированием соответствующих цифровых значений указанных промежуточных параметров при восстановлении мгновенных значений измер емого напр жени , один из промежуточных параметров формируют путем нелинейного преобразовани и сглаживани измер емого напр жени . При этом осуществл ют выборку с заданным шагом дискретизации мгновенных значений указанного промежуточного параметра и преобразуют их в код одновременно с преобразованием в код мгновенных значений суммарного напр жени . 1 з.п ф-лы, 1 ил. feThe invention relates to electrical measuring equipment and can be used to measure signals of complex shape. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy and expand the dynamic range of signals, which are an additive mixture of a low-frequency signal with a high dynamic range and a high-frequency signal with a small dynamic range. The goal is achieved by converting the measured voltage into intermediate parameters and transforming these parameters into digital form with the subsequent summation of the corresponding digital values of the specified intermediate parameters when restoring instant values of the measured voltage, one of the intermediate parameters is formed by nonlinear transformation and smoothing of the measured voltage. In this case, the sample is sampled with a given sampling step of the instantaneous values of the indicated intermediate parameter and is converted into a code simultaneously with the conversion of the instantaneous values of the total voltage into the code. 1 з.п f-ly, 1 ill. fe

Description

Изобретение относитс к электроизмерительной технике и может быть использовано дл измерени импульсных напр жений сложной формыThe invention relates to electrical measuring equipment and can be used to measure impulse voltages of complex shape.

Целью изобретени вл етс повышение точности и расширение динамического диапазона измерени напр жени .The aim of the invention is to improve the accuracy and broaden the dynamic range of the voltage measurement.

На чертеже приведена блок-схема устройства , реализующего данный способ.The drawing shows a block diagram of the device that implements this method.

Сущность способа измерени напр жени заключаетс в следующем.The essence of the voltage measurement method is as follows.

Измер емое напр жение U суммируют с промежуточным параметром у, который формируют из входного напр жени U путем нелинейного сглаживани и инвертировани . Далее осуществл ют выборки мгновенных значений промежуточного параметра и аналого-цифровое преобразование суммарного напр жени Xi и промежуточного параметра yi , после чего суммируют полученные значени выборок и восстанавливают исходный сигнал Ut.The measured voltage U is summed with the intermediate parameter y, which is formed from the input voltage U by nonlinear smoothing and inversion. Next, the instantaneous values of the intermediate parameter and the analog-to-digital conversion of the total voltage Xi and the intermediate parameter yi are sampled, after which the obtained values of the samples are summarized and the original signal Ut is reconstructed.

В процессе преобразовани аналоговых сигналов в цифровую форму выборку мгновенных значений амплитуды суммарного напр жени Xi производ т с малым шагом временной дискретизации п , а выборку мгновенных значений амплитуды промежуОIn the process of converting analog signals to digital form, a sample of instantaneous amplitude values of total voltage Xi is produced with a small time step n, and a sample of instantaneous amplitude values

4Ьь vj Ю Сл)4b vj Yu Sl)

точного параметра yi и преобразование их в код в дополнительном канале осуществл ют с большим шагом временной дискретизации Г2 , кратным по длительности т :the exact parameter yi and their conversion into a code in the additional channel are carried out with a large time increment T2, which is a multiple of the duration t:

Г2 К Ti (К-целое число) При этом восстанавливают промежуточные значени сглаженного промежуточного параметра yi с шагом дискретизации ri (например, с использованием алгоритма линейной интерпол ции ) и путем суммировани их соответствующими кодами суммарного напр жени Xt вычисл ют дискретные значений измер емого напр жени :Г2 К Ti (K-integer) In this case, the intermediate values of the smoothed intermediate parameter yi are restored with the discretization step ri (for example, using the linear interpolation algorithm) and by summing them with the corresponding total voltage codes Xt, calculate the discrete values of the measured voltage :

Ui Xi + YI.Ui Xi + YI.

Величину шага временнной дискретизации выбирают исход из временных частот (частотных) характеристик измер емого напр жени . Шаг квантовани по уровню выбирают одинаковым.The magnitude of the temporal sampling step is chosen based on the temporal frequencies (frequency) characteristics of the measured voltage. The quantization step on the level is chosen the same.

Устройство, реализующее данный способ , содержит источник t измер емого напр жени , выход которого подключен к первому входу аналогового сумматора 2 и входу нелинейного сглаживающего преобразовател 3, выход которого через инвертор подключен к второму входу сумматора 2. Выходы сумматора 2 и нелинейного сглаживающего преобразовател 3 подключены к входам аналого-цифровых преобразователей (АЦП) 5 и 6 соответственно, управл ющие входы которых подключены к сооответствующим выходам вычислительного блока 7. Информационные входы последнего подключены к выходам АЦП 5 и 6.The device implementing this method contains the source t of the measured voltage, the output of which is connected to the first input of the analog adder 2 and the input of the nonlinear smoothing converter 3, the output of which through the inverter is connected to the second input of the adder 2. The outputs of the adder 2 and the nonlinear smoothing converter 3 are connected to the inputs of analog-to-digital converters (ADC) 5 and 6, respectively, the control inputs of which are connected to the corresponding outputs of the computing unit 7. The information inputs of the latter connected to the outputs of the ADC 5 and 6.

Работа устройства, реализующего за вленный способ, очевидна из описани способа . Дополнительно следует добавить, что процесс восстановлени цифрового эквивалента измер емого сигнала осуществл етс в вычислительном блоке 7. Следует отметить , что за вленный способ реализуетс в достаточно специфической области, когда измер емый сигнал .представл ет собой суперпозицию низкочастотного сигнала, измен ющегос в большом динамическом диапазоне , и высокочастотного сигнала с малым динамическим диапазоном. В противном случае восстановление в вычислительном блоке 7 осуществл етс с большой погрешностью. Дл уменьшени этого эффекта необходимо, чтобы спектры частот аддитивных составл ющих измер емогоThe operation of the device implementing the claimed method is evident from the description of the method. Additionally, it should be added that the process of restoring the digital equivalent of the measured signal is carried out in the computing unit 7. It should be noted that the claimed method is implemented in a rather specific area when the measured signal is a superposition of a low-frequency signal varying in a large dynamic range , and high-frequency signal with a small dynamic range. Otherwise, the recovery in the computing unit 7 is carried out with a large error. To reduce this effect, it is necessary that the frequency spectra of the additive components of the measured

сигнала отличались во много раз.The signal differed many times.

Claims

1. Voltage measurement method, by which the measured signal is converted into

intermediate parameters with the subsequent summation of the digital values of these parameters, characterized in that, in order to increase accuracy and increase the dynamic range of the measurement

voltage, which is an additive mixture of a high-frequency signal with a small dynamic range and a signal with a large dynamic range, but with a narrower frequency spectrum,

one of the intermediate parameters is formed by nonlinear transformation and smoothing of the measured voltage and, after inversion, is summed with the measured voltage, while sampling the specified values of the instantaneous values of the intermediate parameter with a given discretization step and converting them into the code simultaneously tension

2. A method according to claim 1, characterized in that during the digitization process, the sampling of the instantaneous values of the intermediate parameter and their conversion into a code is carried out with a time sampling step that is a multiple of the time sampling step of the total voltage.